JP6540728B2 - Evaporative fuel processing system of engine - Google Patents
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Description
本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、エンジン本体に吸気を導入する吸気通路と、燃料を貯留する燃料タンクとを有するエンジンの蒸発燃料処理装置に関する。 The present invention relates to an evaporative fuel processing apparatus for an engine having an engine body in which cylinders are formed, an intake passage for introducing intake air into the engine body, and a fuel tank for storing fuel.
従来より、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を吸気通路を介してエンジン本体内に導入して燃焼させ、これにより蒸発燃料が大気中に放出されるのを抑制することが行われている。 BACKGROUND Conventionally, it has been practiced to introduce evaporative fuel generated in a fuel tank into an engine body through an intake passage for combustion, thereby suppressing the evaporative fuel from being released to the atmosphere.
ここで、単純に蒸発燃料をエンジン本体に導入すると、燃料噴射弁からエンジン本体に噴射された燃料にこの蒸発燃料が加えられることでエンジン本体内つまり気筒内の当量比が要求値からずれてしまうため、所望のエンジントルクや所望の排ガス性能等が得られない。 Here, when the evaporative fuel is simply introduced into the engine main body, the equivalence ratio in the engine main body, that is, in the cylinder deviates from the required value by the evaporative fuel being added to the fuel injected from the fuel injection valve to the engine main body. Therefore, desired engine torque and desired exhaust gas performance can not be obtained.
これに対して、特許文献1には、燃料タンク内で発生する蒸発燃料を含みエンジン本体に導入されるガスであるパージガスの量をエンジントルクが小さいほど小さくなるように設定するとともに、排気通路に設けた空燃比センサの検出値を用いて、排気通路の空燃比が要求されているエンジントルクに対応する目標の空燃比となるように、燃料噴射弁の噴射量をフィードバック制御するエンジンが開示されている。
On the other hand,
しかしながら、特許文献1の構成では、エンジントルクが小さい運転条件においてパージガスの量は小さく抑えられてしまう。そのため、燃料タンク内に多量の蒸発燃料が残存してしまい、この蒸発燃料の大気中への漏えいを十分に抑えることができないおそれがある。
However, in the configuration of
これに対して、例えば、エンジントルクによらず多量の蒸発燃料を一定量吸気通路に導入することが考えられるが、吸気通路に導入する蒸発燃料を急増させると吸気通路および気筒内の当量比が急変してエンジントルクが変動してしまうので、吸気通路に導入する蒸発燃料量は徐々に増大させるのが望ましい。ただし、蒸発燃料量を単純に一定量ずつ増大させていったのでは、吸気通路を流通する空気量が変化したときに、これに伴って吸気通路内のガスの当量比が変化するため、気筒内のガスの当量比が変動して適切な値からずれるおそれがある。 On the other hand, for example, it is conceivable to introduce a large amount of evaporative fuel into the intake passage regardless of engine torque, but if the evaporative fuel introduced into the intake passage is rapidly increased, the equivalent ratio in the intake passage and cylinder will be It is desirable to gradually increase the amount of evaporated fuel introduced into the intake passage, because the engine torque fluctuates due to sudden changes. However, if the amount of evaporative fuel is simply increased by a fixed amount, when the amount of air flowing through the intake passage changes, the equivalence ratio of the gas in the intake passage changes accordingly. There is a possibility that the equivalence ratio of the gas inside may fluctuate and deviate from an appropriate value.
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、燃料タンク内で発生する蒸発燃料の大気中への漏えいを抑制しつつ、気筒内の当量比を適切に制御することのできるエンジンの蒸発燃料処理装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can appropriately control the equivalence ratio in the cylinder while suppressing the leakage of the evaporative fuel generated in the fuel tank into the atmosphere. An object of the present invention is to provide an evaporative fuel processing system for an engine.
前記課題を解決するために、本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、エンジン本体に吸気を導入する吸気通路と、燃料を貯留する燃料タンクとを有するエンジンの蒸発燃料処理装置であって、前記吸気通路に接続されて、前記燃料タンク内で蒸発した蒸発燃料
を含むパージガスを前記吸気通路に導入するパージ通路と、前記パージ通路を開閉可能なパージバルブと、前記パージバルブを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記パージガスを前記吸気通路に導入するパージの実施時において、前記吸気通路内のガスの当量比であるインマニ当量比が増大していくように前記パージバルブを制御する増大制御を実施するとともに、当該増大制御の実施時において、現在のインマニ当量比を推定し、且つ、前記吸気通路を流通する空気量の直近の変化量に基づいて前記インマニ当量比の増加補正量を算出した後、当該増加補正量を前記推定されたインマニ当量比に加算することで目標インマニ当量比を算出して、前記インマニ当量比が当該目標インマニ当量比になるように前記パージバルブを制御することを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置を提供する(請求項1)。
In order to solve the above problems, the present invention is an evaporative fuel processing apparatus of an engine having an engine body in which cylinders are formed, an intake passage for introducing intake air into the engine body, and a fuel tank for storing fuel. A purge passage connected to the intake passage for introducing a purge gas containing evaporated fuel evaporated in the fuel tank into the intake passage, a purge valve capable of opening and closing the purge passage, and control means for controlling the purge valve The control means controls the purge valve to increase an intake manifold equivalent ratio, which is an equivalent ratio of gas in the intake passage, at the time of performing purge for introducing the purge gas into the intake passage. control with implementing, in the increase Daisei during your implementation, estimates the current intake manifold equivalence ratio, and, flowing through the intake passage After the increase correction amount of the intake manifold equivalent ratio is calculated based on the latest change amount of the air volume, the target intake manifold equivalent ratio is calculated by adding the increase correction amount to the estimated intake manifold equivalent ratio, and An evaporative fuel processing system for an engine, comprising: controlling the purge valve so that an intake manifold equivalent ratio becomes the target intake manifold equivalent ratio (claim 1).
本発明によれば、インマニ当量比が増大していくようにパージバルブの開度が制御されることで、気筒内のガスの当量比が急変するのを抑制することができるとともに、インマニ当量比が所定の目標値となるようにパージバルブが制御されることで、インマニ当量比つまり気筒に導入される前のガスの当量比をより確実に適切な値にすることができる。そのため、気筒内のガスの当量比を適切に制御して、エンジントルクおよび排ガス性能を良好にすることができる。 According to the present invention, by controlling the opening degree of the purge valve so that the intake manifold equivalent ratio increases, it is possible to suppress a sudden change of the equivalent ratio of the gas in the cylinder, and the intake manifold equivalent ratio is increased. By controlling the purge valve so as to achieve a predetermined target value, it is possible to make the intake manifold equivalent ratio, that is, the equivalent ratio of the gas before being introduced into the cylinder more appropriately to an appropriate value. Therefore, the equivalent ratio of the gas in the cylinder can be appropriately controlled to improve the engine torque and the exhaust gas performance.
しかも、吸気通路を流通する空気量の変化量に基づいて増加補正量を算出して、これを現在のインマニ当量比(推定値)に加算することでインマニ当量比の目標値である目標インマニ当量比を算出している。そのため、インマニ当量比をより適切な値に制御することができる。 Moreover, the increase correction amount is calculated based on the amount of change in the amount of air flowing through the intake passage, and this is added to the current intake manifold equivalent ratio (estimated value) to achieve the target intake manifold equivalent value which is the target value of the intake manifold equivalent ratio. The ratio is calculated. Therefore, the intake manifold equivalent ratio can be controlled to a more appropriate value.
具体的には、前記のようにインマニ当量比を目標値になるようにパージバルブを制御すれば気筒内のガスの当量比を適切にすることができる。しかしながら、仮に、吸気通路を流通する空気量の変化によらずに単純に目標インマニ当量比を現在のインマニ当量比から一定値だけ増大してこれを実現するようにパージバルブを制御すると、吸気通路を流通する空気量が加減速等に伴って変化したときに、この空気量の変化に起因するインマニ当量比の変化が加味されずに目標インマニ当量比が設定されてしまう。そのため、目標インマニ当量比が適切に設定されず、インマニ当量比が適切な値に制御されなくなる。 Specifically, if the purge valve is controlled such that the intake manifold equivalent ratio becomes the target value as described above, the equivalent ratio of the gas in the cylinder can be made appropriate. However, if the purge valve is controlled such that the target intake manifold equivalent ratio is simply increased by a fixed value from the current intake manifold equivalent ratio regardless of changes in the amount of air flowing through the intake channel, the intake passage When the amount of flowing air changes with acceleration and deceleration, the change in intake manifold equivalent ratio caused by the change in the amount of air is not added, and the target intake manifold equivalent ratio is set. Therefore, the target intake manifold equivalent ratio is not properly set, and the intake manifold equivalent ratio is not controlled to an appropriate value.
これに対して、本発明では、吸気通路を流通する空気量の変化量に基づいて増加補正量を算出して、これを現在のインマニ当量比に加算することで目標インマニ当量比を算出しているため、目標インマニ当量比を前記空気量の変化に対応した適切な値にすることができ、インマニ当量比を適切に制御することができる。 On the other hand, in the present invention, the increase correction amount is calculated based on the change amount of the air amount flowing through the intake passage, and this is added to the current intake manifold equivalent ratio to calculate the target intake manifold equivalent ratio. Therefore, the target intake manifold equivalent ratio can be set to an appropriate value corresponding to the change in the amount of air, and the intake manifold equivalent ratio can be appropriately controlled.
前記構成において、前記制御手段は、前記吸気通路を流通する空気量が大きいほど大きくなるように予め定められた基本増加補正量に、前記空気量の直近の変化量に応じて増減される逐次補正量を加算したものを、前記増加補正量として算出するのが好ましい(請求項2)。 In the above configuration, the control means sequentially increases or decreases the amount of air flowing through the intake passage to a basic increase correction amount determined in advance so as to increase as the amount of air flowing through the intake passage increases. It is preferable to calculate what added the amount as said increase correction amount (Claim 2).
このようにすれば、目標インマニ当量比ひいては実際のインマニ当量比および気筒内のガスの当量比を、吸気通路を流通する空気量自体とこの空気量の変化量とに応じた適切な値に制御することができる。 In this way, the target intake manifold equivalent ratio, that is, the actual intake manifold equivalent ratio and the equivalent ratio of the gas in the cylinder are controlled to appropriate values according to the amount of air flowing through the intake passage itself and the amount of change in the amount of air. can do.
また、前記構成において、前記制御手段は、前記吸気通路を流通する空気量の直近の変化量が0より大きいときは前記逐次補正量を0より大きい値に設定し、前記空気量の直近の変化量が0より小さいときは前記逐次補正量を0より小さい値に設定するのが好ましい(請求項3)。 In the above configuration, the control means sets the successive correction amount to a value larger than 0 when the latest change amount of the air amount flowing through the intake passage is larger than 0, and the latest change of the air amount. When the amount is smaller than 0, it is preferable to set the successive correction amount to a value smaller than 0 (claim 3).
この構成によれば、エンジンの加速等に伴って吸気通路を流通する空気量が増大してこれによってインマニ当量比が小さくなっても増加補正量が0より大きい値とされることで目標インマニ当量比を高い値に維持することができるとともに、エンジンの減速等に伴って前記空気量が減少してこれによってインマニ当量比が大きくなっても増加補正量が0より小さい値とされることで目標インマニ当量比が現在のインマニ当量比に対して過剰に大きくなるのを防ぐことができ、目標インマニ当量比ひいては実際のインマニ当量比および気筒内のガスの当量比を適切に制御することができる。 According to this configuration, the amount of air flowing through the intake passage increases with the acceleration of the engine and the like, whereby the increase correction amount is set to a value larger than 0 even if the intake manifold equivalent ratio becomes smaller. The ratio can be maintained at a high value, and the target is achieved by setting the amount of increase correction to a value smaller than 0 even if the intake manifold equivalent ratio is increased due to the decrease in the amount of air as the engine decelerates, etc. The intake manifold equivalent ratio can be prevented from becoming excessively large relative to the current intake manifold equivalent ratio, and the target intake manifold equivalent ratio and thus the actual intake manifold equivalent ratio and the equivalent ratio of the gas in the cylinder can be appropriately controlled.
前記構成において、前記気筒または前記吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、前記制御手段は、エンジン本体の運転状態に基づいてエンジン本体に供給する総燃料量の目標値である基準目標燃料量を設定し、前記燃料噴射弁のリニアリティ特性が確保される当該燃料噴射弁の噴射量の最小値を前記基準目標燃料量から減じて目標最大パージ燃料量を算出し、前記パージの開始時において、前記パージ通路を介してエンジン本体に導入される蒸発燃料の量が前記目標最大パージ燃料量に到達するまで前記増大制御を実施するとともに、前記パージ通路を介してエンジン本体に導入される蒸発燃料の量を前記基準目標燃料量から減じた量の燃料を前記燃料噴射弁に噴射させるのが好ましい(請求項4)。 In the above configuration, a fuel injection valve for injecting fuel into the cylinder or the intake passage is provided, and the control means is a reference target fuel that is a target value of the total fuel amount supplied to the engine body based on the operating state of the engine body. At the start of the purge, the target maximum purge fuel amount is calculated by setting the amount and subtracting the minimum value of the injection amount of the fuel injection valve that ensures the linearity characteristic of the fuel injection valve from the reference target fuel amount. The increase control is performed until the amount of evaporative fuel introduced into the engine main body through the purge passage reaches the target maximum purge fuel amount, and the evaporative fuel introduced into the engine main body through the purge passage Preferably, the fuel injection valve is injected with an amount of fuel obtained by subtracting the amount of fuel from the reference target fuel amount (claim 4).
この構成によれば、増大制御の実施によって気筒内の当量比を適切に制御しつつ、燃料噴射弁からエンジン本体への燃料供給とパージによるエンジン本体への燃料供給とによって基準目標燃料量を実現してエンジントルクを適切な値に維持することができるとともに、燃料噴射弁のリニアリティ特性を確保しながら多量の蒸発燃料をエンジン本体に導入して燃料タンクから大気中への蒸発燃料の漏えいを抑制できる。 According to this configuration, the reference target fuel amount is realized by the fuel supply from the fuel injection valve to the engine body and the fuel supply to the engine body by the purge while appropriately controlling the equivalence ratio in the cylinder by the execution of the increase control. Engine torque can be maintained at an appropriate value, and a large amount of evaporative fuel is introduced into the engine body while maintaining the linearity characteristic of the fuel injection valve to suppress the evaporative fuel leakage from the fuel tank to the atmosphere it can.
以上説明したように、燃料タンク内で発生する蒸発燃料の大気中への漏えいを抑制しつつ、気筒内の当量比を適切に制御することができる。 As described above, it is possible to appropriately control the equivalence ratio in the cylinder while suppressing the leakage of the evaporative fuel generated in the fuel tank into the atmosphere.
(1)エンジンの全体構成
図1は、本発明の一実施形態にかかるエンジンの蒸発燃料処理装置が適用されるエンジンシステムの構成を示す図である。本実施形態のエンジンシステムは、4ストロークのエンジン本体1と、エンジン本体1に燃焼用の空気(吸気)を導入するための吸気通路30と、エンジン本体1から外部に排気を排出するための排気通路35と、燃料を貯留する燃料タンク41と、燃料タンク41内で発生した蒸発燃料をエンジン本体1に導入するためのパージシステム40とを備えている。このエンジンシステムは車両に設けられて、エンジン本体1は車両の駆動源として用いられる。エンジン本体1は、例えば、図1の紙面に直交する方向に並ぶ4つの気筒2を有する4気筒エンジンであり、主としてガソリンを燃料とするガソリンエンジンである。
(1) Overall Configuration of Engine FIG. 1 is a view showing the configuration of an engine system to which an evaporative fuel processing system for an engine according to an embodiment of the present invention is applied. The engine system of this embodiment includes a four-
エンジン本体1は、気筒2が内部に形成されたシリンダブロック3と、シリンダブロック3の上面に設けられたシリンダヘッド4と、気筒2に往復摺動可能に挿入されたピストン11とを有している。ピストン11の上方には燃焼室5が形成されている。
The
ピストン11はコネクティングロッドを介してクランク軸15と連結されており、ピストン11の往復運動に応じて、クランク軸15は中心軸回りに回転する。シリンダブロック3には、クランク軸15の回転数をエンジンの回転数として検出する回転数センサSN1が設けられている。
The
シリンダヘッド4には、インジェクタ12と、インジェクタ12から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火を行う点火プラグ13とが、各気筒2につきそれぞれ1組ずつ設けられている。
The
インジェクタ12は、燃料の噴射口となる複数の噴孔を先端部に有しており、各気筒2の燃焼室5をその吸気側の側方から臨むように設けられている。インジェクタ12には、内側に燃料を貯留する燃料レール14が接続されている。燃料レール14は、配管(不図示)を介して燃料タンク41に接続されている。燃料レール14には、燃料タンク41から圧送された燃料が貯留されている。インジェクタ12は、この燃料レール14に貯留されている燃料の供給を受けて燃料を気筒2内に噴射する。
The
燃料レール14には、燃料レール14に貯留されている燃料の圧力すなわちインジェクタ12が噴射する燃料の圧力である燃圧を検出するための燃圧センサSN5が設けられている。
The
点火プラグ13は、火花を放電するための電極を先端部に有しており、各気筒2の燃焼室5を上方から臨むように設けられている。
The
シリンダヘッド4には、吸気通路30から供給される空気を各気筒2の燃焼室5に導入するための吸気ポート6と、吸気ポート6を開閉する吸気弁8と、各気筒2の燃焼室5で生成された排気を排気通路35に導出するための排気ポート7と、排気ポート7を開閉する排気弁9とが設けられている。
The
吸気通路30は、単一の吸気管33と、この吸気管33と各気筒2の吸気ポート6とを個別に連結する複数の(4本の)独立吸気通路31(図1の紙面に直交する方向に並んでいる)とで構成されている。吸気管33の下流端部には所定容積のサージタンク32が設けられており、サージタンク32から各吸気ポート6にそれぞれ独立吸気通路31が延びている。
The
吸気管33のうちサージタンク32よりも上流側の部分には、吸気管33の通路を開閉可能なスロットルバルブ34が設けられている。
A
吸気管33のうちスロットルバルブ34よりも上流側の部分には、この部分を通ってエンジン本体1に吸入される空気の流量を検出するためのエアフローセンサSN2が設けられている。サージタンク32には、サージタンク32内の圧力すなわち吸気管33のうちスロットルバルブ34よりも下流側の部分の圧力を検出するための吸気圧センサSN3が設けられている。
An air flow sensor SN2 is provided at a portion of the
排気通路35には、三元触媒等の触媒が内蔵された触媒装置90が設けられている。また、排気通路35には、排気ひいては燃焼室5内の空気と燃料の混合気の空燃比(空気と燃料の比率)を検出するためのA/FセンサSN4が設けられている。
The
パージシステム40は、燃料タンク41内で蒸発した蒸発燃料を脱着可能に吸着するキャニスタ42と、キャニスタ42に空気を導入するパージエア管49と、キャニスタ42と吸気管33とを連結するパージ管(パージ通路)43とを備えている。パージ管43は、吸気管33のうちスロットルバルブ34とサージタンク32との間の部分に接続されている。
The
キャニスタ42に吸着された蒸発燃料は、パージエア管49から導入された空気によってキャニスタ42から脱着される。キャニスタ42から脱着した蒸発燃料は空気とともにパージ管43を通って吸気管33に導入される。以下、このパージ管43を流通する蒸発燃料と空気とからなるガスをパージガスという。また、このパージガスに含まれる蒸発燃料をパージ燃料という。
The evaporated fuel adsorbed to the
パージ管43には、パージ管43を開閉するパージバルブ45が設けられている。パージバルブ45は、DUTYコントロールバルブであり、開閉を繰り返して、1回の開弁期間と閉弁期間とを合わせた単位期間に対する開弁期間の割合であるDUTY比が変更されることでその開度が変更されるようになっている。パージバルブ45は、電磁式バルブであり、DUTY比は、1回の通電期間と1回の非通電期間とを合わせた単位期間に対する通電期間の割合である。パージバルブ45は、DUTY比が0%で全閉となり、100%で全開となる。
The
以下、パージバルブ45を開弁してパージガスを吸気管33ひいては各気筒2に導入することを、パージする、または、パージを実行(実施)するという。
Hereinafter, the operation of opening the
(2)制御系
図2を用いて、エンジンシステムの制御系について説明する。本実施形態のエンジンシステムは、車両に搭載されたPCM(パワートレイン制御モジュール)100によって制御される。PCM100は、CPU、ROM、RAM、I/F等から構成されるマイクロプロセッサであり、本発明にかかる制御手段に相当するものである。
(2) Control System The control system of the engine system will be described with reference to FIG. The engine system of the present embodiment is controlled by a PCM (power train control module) 100 mounted on a vehicle. The
PCM100には、各種センサからの情報が入力される。例えば、PCM100は、回転数センサSN1、エアフローセンサSN2、吸気圧センサSN3、A/FセンサSN4、燃圧センサSN5と電気的に接続されており、これらのセンサSN1〜SN5からの入力信号を受け付ける。また、車両には、運転者により操作されるアクセルペダル(不図示)の開度を検出するアクセル開度センサSN6や車速を検出する車速センサSN7等が設けられており、これらのセンサSN6、SN7による検出信号もPCM100に入力される。PCM100は、各センサ(SN1〜SN7等)からの入力信号に基づいて種々の演算等を実行して、インジェクタ12、パージバルブ45(パージバルブ45を駆動するアクチュエータ)、スロットルバルブ34(スロットルバルブ34を駆動するアクチュエータ)等に指令信号を出力してこれらを制御する。
Information from various sensors is input to the
PCM100は、機能的要素として、インジェクタ制御部102、パージバルブ制御部104を有する。インジェクタ制御部102は、インジェクタ12に関する演算を行い、インジェクタ12から気筒2に噴射させる燃料量である噴射量等を算出して、これに対応する信号をインジェクタ12に出力する。パージバルブ制御部104は、パージバルブ45に関する演算を行い、パージバルブ45のDUTY比の指令値(以下、適宜、パージバルブ指令DUTY比という)を算出して、これに対応する信号をパージバルブ45に出力する。各制御部102、104はそれぞれ所定の時間毎に演算を行って、各部に信号を出力する。
The
(パージバルブの制御手順)
図3、図4および図5を用いてパージバルブ45の制御手順について説明する。
(Purge valve control procedure)
The control procedure of the
図3に示すように、PCM100は、まず、各センサSN1〜SN7等の検出値を読み込む。
As shown in FIG. 3, the
次に、ステップS2にて、目標吸気量を算出する。目標吸気量は、エンジン本体1に供給すべき(詳細には、各気筒2にそれぞれ供給すべき)空気の質量流量である。PCM100は、アクセル開度と車速等に基づいてエンジン本体1に要求されているトルクである要求トルクを算出するとともに、この要求トルクを実現するために必要な気筒2の充填効率を算出し、算出した充填効率とエンジン回転数等とに基づいて目標吸気量を算出する。
Next, in step S2, a target intake amount is calculated. The target intake air amount is a mass flow rate of air to be supplied to the engine body 1 (specifically, to be supplied to each cylinder 2). The
次に、ステップS3にて、エンジン本体の運転状態に基づいてシリンダ要求燃料量(基準目標燃料量)Qcylを算出する。シリンダ要求燃料量Qcylは、エンジン本体1に供給すべき(詳細には、各気筒2にそれぞれ供給すべき)燃料の総量である。PCM100は、前記のように算出した充填効率とエンジン回転数等とに基づいてシリンダ要求燃料量Qcylを算出する。
Next, in step S3, a cylinder required fuel amount (reference target fuel amount) Qcyl is calculated based on the operating state of the engine body. The cylinder required fuel amount Qcyl is the total amount of fuel to be supplied to the engine body 1 (specifically, to be supplied to each cylinder 2). The
次に、ステップS4にて、パージを実行する運転条件であるパージ実行条件が成立しているか否かを判定する。例えば、燃料カットがなされている場合には、パージ実行条件が成立していないと判定される。 Next, in step S4, it is determined whether a purge execution condition which is an operation condition for executing the purge is satisfied. For example, when fuel cut is performed, it is determined that the purge execution condition is not satisfied.
ステップS4の判定がNOであってパージ実行条件が成立していない場合は、パージを停止するべくステップS5に進み、エンジン本体1(各気筒2)に導入するパージガスの体積流量の目標値である目標パージ体積流量を0に設定してステップS10に進む。 If the determination in step S4 is NO and the purge execution condition is not satisfied, the process proceeds to step S5 to stop the purge, and the target value of the volumetric flow rate of the purge gas introduced to the engine main body 1 (each cylinder 2) The target purge volumetric flow rate is set to 0, and the process proceeds to step S10.
一方、ステップS4の判定がYESであってパージ実行条件が成立している場合は、ステップS6に進む。 On the other hand, if the determination in step S4 is YES and the purge execution condition is satisfied, the process proceeds to step S6.
ステップS6では、最小噴射量Qinj_minを設定する。最小噴射量Qinj_minは、インジェクタ12のリニアリティ特性が確保されるインジェクタ12の噴射量の最小値である。具体的には、燃圧が一定の条件下において、インジェクタ12の噴射量は、基本的に、その指令値に比例して増減する。しかしながら、横軸を噴射パルス幅すなわち噴射量の指令値に対応する噴射期間、縦軸を実際の噴射量とした図8に示すように、噴射量が所定量未満の領域A1では噴射量と噴射パルス幅とは比例せず、噴射量が所定量以上の領域A2ではじめて噴射量と噴射パルス幅とが比例するようになっており、前記最小噴射量Qinj_minはこの所定量である。
In step S6, the minimum injection amount Qinj_min is set. The minimum injection amount Qinj_min is the minimum value of the injection amount of the
ここで、最小噴射量Qinj_minは、燃圧によって変化する。そこで、ステップS6では、燃圧に基づいて最小噴射量Qinj_minを設定する。本実施形態では、PCM100には、燃圧と最小噴射量Qinj_minとの関係が実験等で予め求められてテーブルで記憶されており、PCM100は、このテーブルから現在の燃圧に対応する値を最小噴射量Qinj_minとして抽出する。
Here, the minimum injection amount Qinj_min varies with the fuel pressure. Therefore, in step S6, the minimum injection amount Qinj_min is set based on the fuel pressure. In the present embodiment, the relationship between the fuel pressure and the minimum injection amount Qinj_min is obtained in advance in experiments and the like in the
次に、ステップS7において、目標最大パージ燃料量Qpurge_maxを算出する。目標最大パージ燃料量Qpurge_maxは、インジェクタ12のリニアリティ特性を確保し、かつ、エンジン本体1の出力トルクを要求トルクにした状態でエンジン本体1(各気筒2)に供給することができるパージ燃料量の最大値であり、シリンダ要求燃料量Qcylから最小噴射量Qinj_minを差し引くことで算出される。
Next, in step S7, a target maximum purge fuel amount Qpurge_max is calculated. The target maximum purge fuel amount Qpurge_max is the amount of purge fuel that can be supplied to the engine main body 1 (each cylinder 2) while securing the linearity characteristic of the
次に、ステップS8において、この目標最大パージ燃料量Qpurge_maxを用いつつ目標パージ質量流量を算出する。 Next, in step S8, the target purge mass flow rate is calculated using this target maximum purge fuel amount Qpurge_max.
図4および図5は、目標パージ質量流量の算出手順を示したフローチャートである。 FIGS. 4 and 5 are flowcharts showing the procedure for calculating the target purge mass flow rate.
図4に示すように、PCM100は、まず、ステップS21にて、目標最大パージ燃料量Qpurge_max等に基づいて目標最大インマニ当量比を算出する。インマニ当量比は、吸気通路30内のガスの当量比であってエンジンシステムの外部から吸気通路30に導入された空気とパージ管43から吸気通路30に導入されたパージガスとの混合ガスの当量比である。詳細には、インマニ当量比は、吸気管33内のガスのうち気筒2に導入される直前のガスの当量比である。そして、目標最大インマニ当量比は、目標最大パージ燃料量Qpurge_max分のパージ燃料を吸気管33に導入したときに実現されると推定されるインマニ当量比である。
As shown in FIG. 4, the
具体的には、PCM100は、目標最大パージ燃料量Qpurge_maxとパージガスの燃料濃度(以下、パージガス濃度という)とから、目標最大パージ燃料量Qpurge_max分のパージ燃料を吸気管33に導入するために必要なパージガスの質量流量を算出し、このパージガスの質量流量とエアフローセンサSN2で検出された空気の質量流量とを合わせたガス量と目標最大パージ燃料量Qpurge_maxとから、目標最大インマニ当量比を算出する。パージガス濃度の算出手順については後述する。
Specifically, the
本実施形態では、パージを開始すると、目標最大インマニ当量比に向けてインマニ当量比を増大させていくように構成されており、インマニ当量比の各時刻の目標値である目標インマニ当量比(i)を、目標最大インマニ当量比に向かって漸増するように算出する。パージバルブ制御部104は、前記のように所定の時間毎に演算を行っており、この時間毎に目標インマニ当量比を算出する。
In this embodiment, when purge is started, the intake manifold equivalent ratio is increased toward the target maximum intake manifold equivalent ratio, and the target intake manifold equivalent ratio (i is a target value of each time of the intake manifold equivalent ratio). ) Is calculated to be gradually increased toward the target maximum intake manifold equivalent ratio. As described above, the purge
ステップS22では、吸気管33内の空気量であるインマニ空気量(i)、詳細には、吸気管33内の空気のうち気筒2に導入される直前の空気の量、の現在の値を推定する。
In step S22, the current value of the amount of air in the
本実施形態では、吸気圧センサSN3の検出値、エアフローセンサSN2の検出値等を用いて、現在のインマニ空気量(i)を推定する。ここで、iは演算サイクル数を示すカウンタである。ステップS22の後はステップS23に進む。 In the present embodiment, the current intake manifold air amount (i) is estimated using the detection value of the intake pressure sensor SN3, the detection value of the air flow sensor SN2, and the like. Here, i is a counter indicating the number of operation cycles. After step S22, the process proceeds to step S23.
ステップS23では、現在のインマニ当量比(i)を推定する。 In step S23, the present intake manifold equivalent ratio (i) is estimated.
本実施形態では、ステップS22で算出した現在のインマニ空気量(i)、パージガス濃度、後述するようにパージバルブ45のDUTY比等に基づいて算出したパージガスの質量流量等を用いて、現在のインマニ当量比(i)を推定する。
In the present embodiment, the current intake manifold equivalent is obtained using the mass flow rate of the purge gas calculated based on the current intake air amount (i) calculated in step S22, the purge gas concentration, the duty ratio of the
次に、ステップS24にて、後述するように目標インマニ当量比(i)の算出に用いられる基本増加補正量F(i)を算出する。基本増加補正量F(i)は、0より大きい値に設定される。また、本実施形態では、基本増加補正量F(i)は、現在のインマニ空気量(i)に基づいて算出され、現在のインマニ空気量(i)が大きいほど大きい値に設定される。 Next, in step S24, a basic increase correction amount F (i) used to calculate the target intake manifold equivalent ratio (i) is calculated as described later. The basic increase correction amount F (i) is set to a value larger than zero. Further, in the present embodiment, the basic increase correction amount F (i) is calculated based on the current intake air amount (i), and is set to a larger value as the current intake air amount (i) is larger.
次に、ステップS25にて、インマニ空気量の変化量である空気変化量△Qa(i)を算出する。具体的には、ステップS22で算出したインマニ空気量(i)から、前回のインマニ空気量(i−1)つまり1演算サイクル前に算出したインマニ空気量を差し引いた値を、空気変化量△Qa(i)とする。 Next, at step S25, an air change amount ΔQa (i) which is a change amount of the amount of intake air is calculated. Specifically, air change amount ΔQa is a value obtained by subtracting the previous intake manifold air amount (i-1), that is, the intake manifold air amount calculated one operation cycle before from the intake manifold air amount (i) calculated in step S22. (I)
次に、ステップS26にて、ステップS25で算出した空気変化量△Qa(i)が0であるか否かを判定する。つまり、エンジンの運転状態が定常状態であってインマニ空気量が一定値に維持されているか否かを判定する。なお、ステップS26では、空気変化量△Qa(i)が厳密に0であるか否かを判定する必要はなく、空気変化量△Qa(i)が実質的に0であるか否か、つまり、インマニの空気量が実質的に変化していないか否かを判定すればよい。従って、例えば、ステップS26において、空気変化量△Qa(i)の絶対値が0より大きい所定値よりも小さいか否かを判定するようにしてもよい。 Next, in step S26, it is determined whether the air change amount ΔQa (i) calculated in step S25 is zero. That is, it is determined whether the operating state of the engine is a steady state and the intake manifold air amount is maintained at a constant value. In step S26, it is not necessary to determine whether the air change amount ΔQa (i) is strictly 0 or not, and whether the air change amount ΔQa (i) is substantially 0, that is, It may be determined whether the amount of air in the intake manifold has substantially changed. Therefore, for example, in step S26, it may be determined whether the absolute value of the air change amount ΔQa (i) is smaller than a predetermined value larger than zero.
ステップS26の判定がYESであって、空気変化量△Qa(i)が0でありインマニ空気量が一定に維持されている場合は、ステップS27に進む。 If the determination in step S26 is YES and the air change amount ΔQa (i) is 0 and the intake air amount is maintained constant, the process proceeds to step S27.
ステップS27では、ステップS23で算出した現在のインマニ当量比(i)にステップS24で算出した基本増加補正量F(i)を加算した値を目標インマニ当量比(i)に設定する。ステップS27の後は、ステップS32に進む。 In step S27, a value obtained by adding the basic increase correction amount F (i) calculated in step S24 to the current intake manifold equivalent ratio (i) calculated in step S23 is set as the target intake manifold equivalent ratio (i). After step S27, the process proceeds to step S32.
一方、ステップS26の判定がNOであって、空気変化量△Qa(i)が0ではなくインマニ空気量が変化している場合は、ステップS28に進む。例えば、車両およびエンジンの加速時は、インマニ空気量が増大して空気変化量△Qa(i)が0より大きい値となりステップS26の判定がNOとなる。また、車両およびエンジンの減速時は、インマニ空気量が減少して空気変化量△Qa(i)が0より小さい値となりステップS26の判定がNOとなる。 On the other hand, if the determination in step S26 is NO, and the air change amount ΔQa (i) is not 0 but the intake manifold air amount is changing, the process proceeds to step S28. For example, at the time of acceleration of the vehicle and the engine, the intake manifold air amount increases, and the air change amount ΔQa (i) becomes a value larger than 0, and the determination in step S26 is NO. Further, at the time of deceleration of the vehicle and the engine, the intake manifold air amount decreases, the air change amount ΔQa (i) becomes a value smaller than 0, and the determination of step S26 becomes NO.
ステップS28では、後述するように目標インマニ当量比(i)の算出に用いられる逐次補正量G(i)を、空気変化量△Qa(i)に基づいて算出する。逐次補正量G(i)は、空気変化量△Qa(i)が大きいほど大きい値に設定される。そして、空気変化量△Qa(i)が0よりも大きい場合は逐次補正量G(i)も0よりも大きい値に設定され、空気変化量△Qa(i)が0よりも小さい場合は逐次補正量G(i)も0よりも小さい値に設定される。例えば、逐次補正量G(i)は空気変化量△Qa(i)に所定の係数(>0)をかけることで算出される。 In step S28, the sequential correction amount G (i) used to calculate the target intake manifold equivalent ratio (i) is calculated based on the air change amount ΔQa (i) as described later. The sequential correction amount G (i) is set to a larger value as the air change amount ΔQa (i) is larger. Then, if the air change amount ΔQa (i) is larger than 0, the correction amount G (i) is sequentially set to a value larger than 0, and if the air change amount ΔQa (i) is smaller than 0, one by one The correction amount G (i) is also set to a value smaller than zero. For example, the correction amount G (i) is calculated by multiplying the air change amount ΔQa (i) by a predetermined coefficient (> 0).
ステップS28の次はステップS29に進む。ステップS29では、現在のインマニ当量比(i)に基本増加補正量F(i)と逐次補正量G(i)とを加算した値を目標インマニ当量比(i)に設定する。 After step S28, the process proceeds to step S29. In step S29, a value obtained by adding the basic increase correction amount F (i) and the correction amount G (i) successively to the current intake manifold equivalent ratio (i) is set as the target intake manifold equivalent ratio (i).
ステップS29の次はステップS30に進む。ステップS30では、ステップS29で算出した目標インマニ当量比(i)が前回の目標インマニ当量比(i−1)よりも小さいか否かを判定する。ステップS30の判定がNOの場合はステップS32に進む。 After step S29, the process proceeds to step S30. In step S30, it is determined whether the target intake manifold equivalent ratio (i) calculated in step S29 is smaller than the previous target intake manifold equivalent ratio (i-1). If the determination in step S30 is NO, the process proceeds to step S32.
一方、ステップS30の判定がYESであって、目標インマニ当量比(i)が前回の目標インマニ当量比(i−1)よりも小さい値の場合は、ステップS31に進む。そして、ステップS31にて、目標インマニ当量比(i)を前回の目標インマニ当量比(i−1)に維持して、ステップS32に進む。 On the other hand, if the determination in step S30 is YES and the target intake manifold equivalent ratio (i) is smaller than the previous target intake manifold equivalent ratio (i-1), the process proceeds to step S31. Then, in step S31, the target intake manifold equivalent ratio (i) is maintained at the previous target intake manifold equivalent ratio (i-1), and the process proceeds to step S32.
図5に示すように、ステップS32では、前記のようにして算出した目標インマニ当量比(i)が、ステップS21で算出した目標最大インマニ当量比以上であるか否かを判定する。 As shown in FIG. 5, in step S32, it is determined whether the target intake manifold equivalent ratio (i) calculated as described above is equal to or higher than the target maximum intake manifold equivalent ratio calculated in step S21.
ステップS32の判定がNOであって、目標インマニ当量比(i)が目標最大インマニ当量比未満の場合はステップS34に進む。 When the determination in step S32 is NO and the target intake manifold equivalent ratio (i) is less than the target maximum intake manifold equivalent ratio, the process proceeds to step S34.
一方、ステップS32の判定がYESであって、目標インマニ当量比(i)が目標最大インマニ当量比以上の場合はステップS33に進む。そして、ステップS33にて、目標インマニ当量比(i)を目標最大インマニ当量比(i)に設定する。ステップS33の次はステップS34に進む。 On the other hand, if the determination in step S32 is YES and the target intake manifold equivalent ratio (i) is equal to or higher than the target maximum intake manifold equivalent ratio, the process proceeds to step S33. Then, in step S33, the target intake manifold equivalent ratio (i) is set to the target maximum intake manifold equivalent ratio (i). After step S33, the process proceeds to step S34.
ステップS34では、目標インマニ当量比(i)に基づいて目標パージ質量流量を算出する。目標パージ質量流量(i)は、目標インマニ当量比(i)を実現するために必要なパージガスの質量流量であり、目標インマニ当量比(i)とエアフロメータで検出された空気流量とパージガス濃度等とに基づいて算出される。ステップS34の次は、図3に示すステップS9に進む。 In step S34, a target purge mass flow rate is calculated based on the target intake manifold equivalent ratio (i). The target purge mass flow rate (i) is the mass flow rate of the purge gas necessary to realize the target intake manifold equivalent ratio (i), and the target intake manifold equivalent ratio (i) and the air flow rate and purge gas concentration detected by the air flow meter Calculated based on After step S34, the process proceeds to step S9 shown in FIG.
ステップS9では、パージガスの温度および圧力に基づいて、目標パージ質量流量(i)を体積流量に換算して目標パージ体積流量(i)を算出する。なお、本実施形態では、パージガスの温度および圧力は大気の温度および圧力を用いている。 In step S9, the target purge mass flow rate (i) is calculated by converting the target purge mass flow rate (i) into a volumetric flow rate based on the temperature and pressure of the purge gas. In the present embodiment, the temperature and pressure of the purge gas are the temperature and pressure of the atmosphere.
ステップS9の後はステップS10に進み、目標パージ体積流量(i)に基づいてパージバルブ指令DUTY比を算出する。 After step S9, the process proceeds to step S10, where a purge valve command duty ratio is calculated based on the target purge volume flow rate (i).
本実施形態では、パージバルブ45の前後差圧を算出し、この差圧と目標パージ体積流量とに基づいてパージバルブ指令DUTY比を決定する。
In the present embodiment, the differential pressure across the
詳細には、パージ管43の圧力損失を算出して、大気圧からこの圧力損失を差し引いた値をパージ管43のパージバルブ45よりも上流側の圧力とし、吸気圧センサSN3で検出された吸気圧をパージバルブ45よりも下流側の圧力として、パージバルブ45の前後差圧を算出する。また、この差圧とパージガスの体積流量とパージバルブのDUTY比との関係は、予め実験等によりマップで設定されてPCM100に記憶されており、PCM100は、このマップから、算出したパージバルブ45の前後差圧と、目標パージ体積流量とに対応するDUTY比を抽出してパージバルブ指令DUTY比に決定する。
Specifically, the pressure loss of the
なお、前記のように、ステップS4の判定がNOであってステップS5に進み目標パージ体積流量が0に設定された場合は、パージバルブ指令DUTY比は0%となる。 As described above, when the determination in step S4 is NO and the process proceeds to step S5 and the target purge volume flow rate is set to 0, the purge valve command duty ratio is 0%.
ステップS10の後はステップS11に進む。そして、ステップS11にて、ステップS10で設定されたパージバルブ指令DUTY比の信号をパージバルブ45に出力する。
After step S10, the process proceeds to step S11. Then, in step S11, a signal of the purge valve command duty ratio set in step S10 is output to the
このように、本実施形態では、パージが開始されると、目標最大インマニ当量比に向けて目標インマニ当量比ひいてはインマニ当量比を増大させていく。そして、このインマニ当量比を増大させる増大制御の実施時において、現在のインマニ空気量に基づいて算出した基本増加補正量Fと空気変化量△Qaに基づいて算出した逐次補正量Gとの合計値である増加補正量を現在のインマニ当量比に加算し、その値を目標インマニ当量比に設定する。また、目標インマニ当量比(i)を前回の目標インマニ当量比(i−1)以上に維持する。 Thus, in the present embodiment, when the purge is started, the target intake manifold equivalent ratio and thus the intake manifold equivalent ratio are increased toward the target maximum intake manifold equivalent ratio. Then, at the time of execution of the increase control to increase this intake manifold equivalent ratio, the total value of the basic increase correction amount F calculated based on the current intake manifold air amount and the sequential correction amount G calculated based on the air change amount ΔQa Is added to the current intake manifold equivalent ratio, and the value is set as the target intake manifold equivalent ratio. Further, the target intake manifold equivalent ratio (i) is maintained at or above the previous target intake manifold equivalent ratio (i-1).
図7は、空気変化量△Qaと、目標インマニ当量比sおよび現在のインマニ当量比uとの関係を示した模式図である。この図7に示すように、空気変化量△Qaが0のときは、目標インマニ当量比sは現在のインマニ当量比uから基本増加補正量F分大きい値とされる。そして、空気変化量△Qaが0より大きいとき、つまり、加速時等であってインマニ空気量が増大しているときは、目標インマニ当量比sは、現在のインマニ当量比uから基本増加補正量F分増大された後逐次補正量G増大された値とされる。一方、空気変化量△Qaが0より小さいとき、つまり、減速時等であってインマニ空気量が減少しているときは、目標インマニ当量比sは、現在のインマニ当量比uから基本増加補正量F分大きい値から、逐次補正量Gの絶対値分を差し引いた値とされる。 FIG. 7 is a schematic diagram showing the relationship between the amount of air change ΔQa and the target intake manifold equivalent ratio s and the current intake manifold equivalent ratio u. As shown in FIG. 7, when the air change amount ΔQa is 0, the target intake manifold equivalent ratio s is made larger by the basic increase correction amount F than the current intake manifold equivalent ratio u. Then, when the air change amount ΔQa is larger than 0, that is, at the time of acceleration etc. and the amount of intake manifold air is increasing, the target intake manifold equivalent ratio s is a basic increase correction amount from the current intake manifold equivalent ratio u. After being increased by F, the correction amount G is successively increased. On the other hand, when the air change amount ΔQa is smaller than 0, that is, at the time of deceleration etc. and the intake manifold air amount is decreasing, the target intake manifold equivalent ratio s is the basic increase correction amount from the current intake manifold equivalent ratio u. The value obtained by subtracting the absolute value of the correction amount G sequentially from the value that is larger by F is obtained.
(インジェクタの制御手順)
次に、図6を用いて、インジェクタ12の噴射量(インジェクタ12の噴射量の指令値である指令噴射量)の算出手順について説明する。
(Injector control procedure)
Next, a procedure for calculating the injection amount of the injector 12 (command injection amount which is a command value of the injection amount of the injector 12) will be described using FIG.
PCM100は、まず、ステップS41にて、ステップS3で算出したシリンダ要求燃料量Qcylと、ステップS10で設定したパージバルブ指令DUTY比等を読み込む。
In step S41, the
次に、ステップS42にて、エンジン本体1に導入されているパージガスの体積流量の現在値である実パージ体積流量を推定する。
Next, in step S42, the actual purge volumetric flow rate, which is the current value of the volumetric flow rate of the purge gas introduced into the
具体的には、現在のパージバルブ45のDUTY比と、ステップS10の演算過程で算出されたパージバルブ45の前後差圧とに基づいて、基本となるパージガスの体積流量を算出した後、これを、パージバルブ45に供給されている電圧、パージバルブ45の駆動周波数およびパージバルブ45周辺の温度で補正してパージガスの体積流量を推定する。
Specifically, the volume flow rate of the basic purge gas is calculated based on the current duty ratio of the
次に、ステップS43にて、ステップS42で算出した実パージ体積流量を質量流量に換算して実パージ質量流量を算出する。 Next, in step S43, the actual purge volume flow rate calculated in step S42 is converted into a mass flow rate to calculate an actual purge mass flow rate.
次に、ステップS44にて、現在エンジン本体1に導入されているパージ燃料の量である実パージ燃料量Qpurge_rを推定する。具体的には、ステップS43で算出した実パージ質量流量とパージガス濃度とに基づいて実パージ燃料量Qpurge_rを算出する。
Next, in step S44, an actual purge fuel amount Qpurge_r, which is the amount of purge fuel currently introduced to the
次に、ステップS45にて、シリンダ要求燃料量Qcylから実パージ燃料量Qpurge_rを差し引いた値を基本噴射量として算出する。 Next, in step S45, a value obtained by subtracting the actual purge fuel amount Qpurge_r from the cylinder required fuel amount Qcyl is calculated as a basic injection amount.
次に、ステップS46にて、基本噴射量をA/F_フィードバック補正して指令噴射量を算出する。すなわち、本実施形態では、A/FセンサSN4で検出された実際の排気通路35内のガスの空燃比が、予め設定された目標値となるように、インジェクタ12の噴射量を補正するようになっており、この補正量で基本噴射量を補正する。
Next, in step S46, the basic injection amount is A / F_feedback corrected to calculate a command injection amount. That is, in this embodiment, the injection amount of the
ステップS46の後はステップS47に進み、ステップS46で算出した指令噴射量をインジェクタ12に噴射させる。
After step S46, the process proceeds to step S47, and the
このように、本実施形態では、インジェクタ12の噴射量が、基本的に、シリンダ要求燃料量Qcylから実パージ燃料量Qpurge_rすなわちエンジン本体1に導入されるパージ燃料の量を減じた量に設定される。
As described above, in the present embodiment, the injection amount of the
(パージ濃度の推定手順)
次に、パージガス濃度の推定手順について説明する。
(Purge concentration estimation procedure)
Next, the procedure for estimating the purge gas concentration will be described.
本実施形態では、パージが実行されている所定の運転条件において、A/FセンサSN4で検出された排気通路35内のガスの空燃比に基づいてパージガス濃度を推定する。具体的には、予め設定された排気通路35の空燃比の目標値と、A/FセンサSN4で検出された実際の空燃比とのずれが、パージ燃料がエンジン本体1に供給されることによって生じたとして、このずれ量とパージガスの質量流量とに基づいてパージガス濃度を推定する。本実施形態では、前記所定の運転条件において、前記ずれ量の平均値と、パージガスの流量の平均値とを算出し、これらの値を用いてパージガス濃度を推定する。
In the present embodiment, the purge gas concentration is estimated based on the air-fuel ratio of the gas in the
(3)作用等
以上のように、本実施形態では、パージの実行時において、目標インマニ当量比ひいてはインマニ当量比が目標最大インマニ当量比に向けて徐々に増大してくようにパージバルブ45のDUTY比ひいてはパージバルブ45の開度が変更される。そのため、パージの実行によってインマニ当量比および気筒2内のガスの当量比が急変するのを抑制することができる。また、インマニ当量比が所定の目標値となるようにパージバルブ45が制御されており、インマニ当量比つまり気筒に導入される前のガスの当量比をより確実に適切な値にすることができるため、気筒2内の燃焼前のガスの当量比を適切に制御することができる。従って、エンジントルクおよび排ガス性能を良好にすることができる。
(3) Operation, Etc. As described above, in the present embodiment, the target intake manifold equivalent ratio and thus the intake manifold equivalent ratio gradually increase toward the target maximum intake manifold equivalent ratio at the time of execution of purge. As a result, the opening degree of the
しかも、インマニ空気量の変化量である空気変化量△Qaつまり吸気管33内の空気量の変化量に基づいて算出した逐次補正量Gと、インマニ空気量に基づいて算出した基本増加補正量Fとを合わせた増加補正量を、現在のインマニ当量比に加算することで、目標インマニ当量比を算出している。そのため、前記のようにインマニ当量比および気筒内のガスの当量比の急変を抑制しつつ、吸気管33内により多くのパージガスを導入させて燃料タンクに残存する蒸発燃料の量をより早期に減少させることができる。
Moreover, the incremental correction amount G calculated based on the air change amount ΔQa which is the change amount of the intake air amount, that is, the air amount change amount in the
具体的には、前記のように、インマニ当量比が所定の目標値になるようにパージバルブを制御すれば気筒内のガスの当量比を適切に制御することができる。しかしながら、例えば、空気変化量△Qaおよびインマニ空気量によらずに単純にインマニ当量比を現在のインマニ当量比から予め設定された一定値だけ増大させるようにパージバルブの開度を変更させた場合には、加減速時等にインマニ空気量が変化したときに、インマニ空気量の変化に起因するインマニ当量比の変化が加味されずにパージバルブ45の開度が変更されてしまう。そのため、吸気管33に導入されるパージ燃料の量が過大になって気筒2内のガスの当量比の変動が大きくなる、あるいは、吸気管33に導入されるパージ燃料の量が過小となって燃料タンク41に残存する蒸発燃料の量を十分に減少させることができないおそれがある。
Specifically, as described above, if the purge valve is controlled so that the intake manifold equivalent ratio becomes a predetermined target value, the equivalent ratio of the gas in the cylinder can be appropriately controlled. However, for example, when the opening degree of the purge valve is changed so as to simply increase the intake manifold equivalent ratio from the current intake manifold equivalent ratio by a predetermined value, regardless of the amount of air change ΔQa and the amount of intake manifold air. When the amount of intake manifold air changes during acceleration / deceleration etc., the opening degree of the
図9〜図12を用いて詳細に説明する。図9および図10は、エンジンの加速時等であってインマニ空気量が増大したときの、目標インマニ当量比と、インマニ当量比(実際のインマニ当量比であり、以下では実インマニ当量比という)と、インマニ空気量の時間変化を模式的に示したものである。図11および図12は、エンジン減速時等であってインマニ空気量が減少したときの、これらの時間変化を模式的に示したものである。また、図9および図11は、本実施形態に係る制御を実施したときの図であり、図10および図12は、比較例であって前記のように単純にインマニ当量比を現在のインマニ当量比(実インマニ当量比)から一定値だけ増大させるようにパージバルブの開度を変更させたときの図である。 This will be described in detail with reference to FIGS. 9 to 12. 9 and 10 show target intake manifold equivalent ratio and intake manifold equivalent ratio (the actual intake manifold equivalent ratio, hereinafter referred to as actual intake manifold equivalent ratio) when the amount of intake manifold air increases during engine acceleration etc. And, the time change of the intake manifold air amount is schematically shown. FIG. 11 and FIG. 12 schematically show these time changes when the intake manifold air amount decreases at engine deceleration and the like. Moreover, FIG. 9 and FIG. 11 is a figure when performing control which concerns on this embodiment, FIG. 10 and FIG. 12 are comparative examples, and simply make the intake manifold equivalent ratio the present intake manifold equivalent as mentioned above. It is a figure when changing the opening degree of a purge valve so that only a fixed value may be made to increase from ratio (actual intake manifold equivalent ratio).
図9および図10に示すように、時刻t3で加速に伴いインマニ空気量が増大し始めるまでは、パージバルブ45の開度変更によって実インマニ当量比は先に算出された目標インマニ当量比にほぼ制御される。例えば、図10に示す比較例において、時刻t1にて目標インマニ当量比P(t1)が所定値に設定されると、これを実現するようにパージバルブ45の開度が変更されることで、時刻t2において実インマニ当量比Q(t2)がこの所定値とされる。そして、時刻t3までは目標インマニ当量比Pおよび実インマニ当量比Qは適切に増大していく。しかし、時刻t3にてインマニ空気量の増大が開始すると、これに伴って時刻t4において実インマニ当量比Q(t4)が目標インマニ当量比P(t3)に到達せず、実インマニ当量比の増加量は小さく抑えられてしまう。
As shown in FIGS. 9 and 10, the actual intake manifold equivalent ratio is substantially controlled to the previously calculated target intake manifold equivalent ratio by changing the opening degree of the
ここで、比較例では、前記のように、目標インマニ当量比Pが実インマニ当量比Qに一定値αを加算した値に設定されるようになっており、時刻t4で算出される目標インマニ当量比P(t4)つまり時刻t5で実現されるべきインマニ当量比は、それぞれ時刻t4の実インマニ当量比Q(t4)に一定値αを加算した値とされる。つまり、比較例では、時刻t4と時刻t3との間での目標インマニ当量比Pの増加量は、時刻t4と時刻t3との間での実インマニ当量比Qの増加量とほぼ一致するように制御される。そのため、前記のように、時刻t4において、時刻t3からの実インマニ当量比Qの増加量が小さく抑えられると、目標インマニ当量比Pの増加量も同様に小さくなって時刻t4で算出される目標インマニ当量比P(t4)は小さく抑えられる。これは、時刻t4以降も(インマニ空気量が増大している期間中)同様に生じる。従って、比較例では、図10に示すように、時刻t4以後、目標インマニ当量比Pの増加が抑えられてしまい、これに伴って実インマニ当量比Qひいては吸気管33に導入されるパージ燃料の量が適切に増大されず、燃料タンク41に残存する蒸発燃料の量を十分に減少させることができなくなる。
Here, in the comparative example, as described above, the target intake manifold equivalent ratio P is set to a value obtained by adding the constant value α to the actual intake manifold equivalent ratio Q, and the target intake manifold equivalent calculated at time t4. The ratio P (t4), that is, the intake manifold equivalent ratio to be realized at time t5 is a value obtained by adding a constant value α to the actual intake manifold equivalent ratio Q (t4) at time t4. That is, in the comparative example, the increase amount of the target intake manifold equivalent ratio P between time t4 and time t3 substantially matches the increase amount of the actual intake manifold equivalent ratio Q between time t4 and time t3. It is controlled. Therefore, as described above, when the increase amount of actual intake manifold equivalent ratio Q from time t3 is suppressed small at time t4, the increase amount of target intake manifold equivalent ratio P also decreases and the target calculated at time t4. The intake manifold equivalent ratio P (t4) can be kept small. This similarly occurs during time t4 (during an increase in the intake manifold air amount). Therefore, in the comparative example, as shown in FIG. 10, the increase in the target intake manifold equivalent ratio P is suppressed after time t4, and along with this, the actual intake manifold equivalent ratio Q and hence the purge fuel introduced into the
これに対して、図9に示すように、時刻t3においてインマニ空気量の増大が開始した直後の時刻t4では、本実施形態でも、比較例と同様に実インマニ当量比u(t4)は比較的小さい値に抑えられる。しかしながら、本実施形態では、この実インマニ当量比u(t4)に、インマニ空気量に応じて設定された基本増加補正量Fと空気変化量△Qaに応じて設定された逐次補正量Gが加算されることで目標インマニ当量比s(t4)が算出される。そのため、時刻t4において目標インマニ当量比s(t4)が比較的高い値とされ、これに向けて時刻t5でのインマニ当量比u(t5)は高い値に維持される。同様に、時刻t4以降においても、目標インマニ当量比sは高い値に設定されて、インマニ当量比uが高くされる。従って、本実施形態では、インマニ空気量の増大に伴ってインマニ当量比が減少しやすい運転条件でも、実インマニ当量比uを適切に増大させていくことができ、吸気管33に導入されるパージ燃料の量を適切に増大させて、燃料タンク41に残存する蒸発燃料の量を早期に減少させることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 9, at time t4 immediately after the increase of the intake air amount starts at time t3, the actual intake manifold equivalent ratio u (t4) is relatively the same as in the comparative example also in this embodiment. It can be reduced to a small value. However, in the present embodiment, the basic increase correction amount F set according to the amount of intake manifold air and the sequential correction amount G set according to the air change amount ΔQa are added to the actual intake manifold equivalent ratio u (t4) As a result, the target intake manifold equivalent ratio s (t4) is calculated. Therefore, the target intake manifold equivalent ratio s (t4) is set to a relatively high value at time t4, and the intake manifold equivalent ratio u (t5) at time t5 is maintained at a high value. Similarly, after time t4, the target intake manifold equivalent ratio s is set to a high value, and the intake manifold equivalent ratio u is increased. Therefore, in the present embodiment, the actual intake manifold equivalent ratio u can be appropriately increased even under operating conditions in which the intake manifold equivalent ratio tends to decrease as the amount of intake manifold air increases, and the purge introduced into the
また、図12に示すように、比較例では、時刻t3で減速が開始されてインマニ空気量が減少すると、時刻t4において実インマニ当量比Q(t4)が、実現すべき目標インマニ当量比P(t3)を超えて大きくなる。さらに、この過大な実インマニ当量比Q(t4)に一定値αが加算された値が次の目標インマニ当量比P(t4)とされることで、次の目標インマニ当量比P(t4)も過剰に大きな値になってしまう。そのため、比較例では、破線で示したインマニ空気量の変化がない場合つまり定常運転時に比べて、目標インマニ当量比Pおよび実インマニ当量比Qの増加量が大きくなってしまう。従って、比較例では、吸気管33に導入されるパージ燃料の増加量が過大になって気筒内のガスの当量比の変動ひいてはエンジントルクの変動が大きくなる。
Further, as shown in FIG. 12, in the comparative example, when deceleration is started at time t3 and the intake manifold air amount decreases, target intake manifold equivalent ratio P (actual intake manifold equivalent ratio Q (t4) should be realized at time t4. It becomes larger than t3). Further, a value obtained by adding a constant value α to the excessive actual intake manifold equivalent ratio Q (t4) is taken as the next target intake manifold equivalent ratio P (t4), so that the next target intake manifold equivalent ratio P (t4) is also It becomes an excessively large value. Therefore, in the comparative example, the increase amounts of the target intake manifold equivalent ratio P and the actual intake manifold equivalent ratio Q become large as compared with the case where there is no change in the amount of intake manifold air indicated by the broken line, that is, steady operation. Therefore, in the comparative example, the amount of increase of the purge fuel introduced into the
これに対して、本実施形態では、前記のように、インマニ空気量の減少時は、実インマニ当量比uに基本増加補正量Fを加算した値から逐次補正量Gの絶対値を差し引いた値が、目標インマニ当量比sとされる。そのため、図11に示すように、時刻t3以降において、目標インマニ当量比sひいては実インマニ当量比uの増加量が過大になるのを回避して、これらを適切に増大させることができる。従って、気筒内のガスの当量比の変動やエンジントルクの変動が大きくなるのを抑制することができる。 On the other hand, in the present embodiment, as described above, when the amount of intake manifold air decreases, a value obtained by subtracting the absolute value of the correction amount G sequentially from the value obtained by adding the basic increase correction amount F to the actual intake manifold equivalent ratio u. Is the target intake manifold equivalent ratio s. Therefore, as shown in FIG. 11, it is possible to appropriately increase the increase in the target intake manifold equivalent ratio s and hence the actual intake manifold equivalent ratio u from becoming excessive after time t3. Therefore, it is possible to suppress an increase in the fluctuation of the equivalence ratio of the gas in the cylinder and the fluctuation of the engine torque.
また、本実施形態では、エンジン本体1に導入されるパージ燃料の量が目標最大パージ燃料量Qpurge_maxに向けて増大されていき、最終的にこの目標最大パージ燃料量Qpurge_maxに制御される。そして、インジェクタ12の噴射量が、シリンダ要求燃料量Qcylからエンジン本体1に導入されるパージ燃料の量Qpure_rを差し引いた値に制御される。ここで、前記のように、目標最大パージ燃料量Qpurge_maxは、シリンダ要求燃料量Qcylから最小噴射量Qinj_minを差し引いた値である。そのため、パージの実行中、インジェクタ12の噴射量は、この最小噴射量Qinj_minに向けて漸減されて、最終的に最小噴射量Qinj_minに制御されることになる。
Further, in the present embodiment, the amount of purge fuel introduced into the
従って、パージの実行中、エンジン本体1に導入される燃料の総量をシリンダ要求燃料量Qcylとしてエンジントルクを適切な値に維持することができるとともに、インジェクタ12の噴射量を最小噴射量Qinj_minとしてインジェクタ12のリニアリティ特性を確保してインジェクタ12による燃料量の制御性を確保しながら、多量のパージ燃料(目標最大パージ燃料量Qpurge_max分のパージ燃料)をエンジン本体1に導入することができ、蒸発燃料の大気中への漏えいを抑制することができる。
Therefore, during the execution of the purge, the total amount of fuel introduced into the
(4)変形例
前記実施形態では、基本増加補正量Fをインマニ空気量に応じて変更する場合について説明したが、基本増加補正量Fをインマニ空気量によらずに一定値に設定してもよい。この場合であっても、逐次補正量Gが空気変化量△Qaに応じて設定されることで、目標インマニ当量比および実インマニ当量比を適切に制御することができる。ただし、基本増加補正量Fをインマニ空気量に応じて変更すれば、インマニ当量比をインマニ空気量に応じた値により一層確実に制御することができる。
(4) Modifications In the above embodiment, the basic increase correction amount F is changed according to the intake air amount, but the basic increase correction amount F may be set to a constant value regardless of the intake air amount. Good. Even in this case, the target intake manifold equivalent ratio and the actual intake manifold equivalent ratio can be appropriately controlled by setting the correction amount G sequentially according to the air change amount ΔQa. However, if the basic increase correction amount F is changed according to the amount of intake air, the intake manifold equivalent ratio can be controlled more reliably by the value according to the amount of intake air.
また、前記実施形態では、インジェクタ12が気筒2内に直接燃料を噴射する場合について説明したが、インジェクタ12が吸気通路30内に燃料を噴射するように構成してもよい。
In the above embodiment, the
1 エンジン本体
12 インジェクタ(燃料噴射弁)
30 吸気通路
41 燃料タンク
42 キャニスタ
43 パージ管(パージ通路)
45 パージバルブ
100 PCM(制御手段)
1
45
Claims (4)
前記吸気通路に接続されて、前記燃料タンク内で蒸発した蒸発燃料を含むパージガスを前記吸気通路に導入するパージ通路と、
前記パージ通路を開閉可能なパージバルブと、
前記パージバルブを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、
前記パージガスを前記吸気通路に導入するパージの実施時において、前記吸気通路内のガスの当量比であるインマニ当量比が増大していくように前記パージバルブを制御する増大制御を実施するとともに、当該増大制御の実施時において、現在のインマニ当量比を推定し、且つ、前記吸気通路を流通する空気量の直近の変化量に基づいて前記インマニ当量比の増加補正量を算出した後、当該増加補正量を前記推定されたインマニ当量比に加算することで目標インマニ当量比を算出して、前記インマニ当量比が当該目標インマニ当量比になるように前記パージバルブを制御することを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。 An evaporative fuel processing apparatus for an engine, comprising: an engine body in which cylinders are formed; an intake passage for introducing intake air into the engine body; and a fuel tank for storing fuel,
A purge passage connected to the intake passage for introducing a purge gas containing evaporated fuel evaporated in the fuel tank into the intake passage;
A purge valve capable of opening and closing the purge passage;
Control means for controlling the purge valve;
The control means
During the execution of the purge for introducing the purge gas into the intake passage, an increase control is performed to control the purge valve so that an intake manifold equivalent ratio, which is an equivalent ratio of gas in the intake passage, increases. Daisei during your implementation, estimates the current intake manifold equivalence ratio, and, after calculating the increase correction amount of the intake manifold equivalent ratio based on the most recent change of the amount of air flowing through the intake passage, the increase A target intake manifold equivalent ratio is calculated by adding a correction amount to the estimated intake manifold equivalent ratio, and the purge valve is controlled such that the intake manifold equivalent ratio becomes the target intake manifold equivalent ratio. Evaporative fuel processor.
前記制御手段は、前記吸気通路を流通する空気量が大きいほど大きくなるように予め定められた基本増加補正量に、前記空気量の直近の変化量に応じて増減される逐次補正量を加算したものを、前記増加補正量として算出することを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。 In the engine evaporative fuel processing system according to claim 1,
The control means adds a sequential correction amount which is increased or decreased according to the latest change amount of the air amount to a basic increase correction amount which is predetermined so as to increase as the air amount flowing through the intake passage increases. An evaporative fuel processing system for an engine, comprising: calculating a fuel amount as the increase correction amount.
前記制御手段は、前記吸気通路を流通する空気量の直近の変化量が0より大きいときは前記逐次補正量を0より大きい値に設定し、前記空気量の直近の変化量が0より小さいときは前記逐次補正量を0より小さい値に設定することを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。 In the engine evaporative fuel processing system according to claim 2,
The control means sets the successive correction amount to a value larger than 0 when the latest change amount of the air amount flowing through the intake passage is larger than 0, and the latest change amount of the air amount is smaller than 0 The evaporative fuel processing system for an engine according to claim 1, wherein the sequential correction amount is set to a value smaller than 0.
前記気筒または前記吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁を備え、
前記制御手段は、
エンジン本体の運転状態に基づいてエンジン本体に供給する総燃料量の目標値である基準目標燃料量を設定し、前記燃料噴射弁のリニアリティ特性が確保される当該燃料噴射弁の噴射量の最小値を前記基準目標燃料量から減じて目標最大パージ燃料量を算出し、前記パージの実施時において、前記パージ通路を介してエンジン本体に導入される蒸発燃料の量が前記目標最大パージ燃料量に到達するまで前記増大制御を実施するとともに、前記パージ通路を介してエンジン本体に導入される蒸発燃料の量を前記基準目標燃料量から減じた量の燃料を前記燃料噴射弁に噴射させることを特徴とするエンジンの蒸発燃料処理装置。
In the evaporative fuel processing system for an engine according to any one of claims 1 to 3,
A fuel injection valve for injecting fuel into the cylinder or the intake passage;
The control means
A reference target fuel amount which is a target value of the total fuel amount supplied to the engine main body based on the operating state of the engine main body is set, and the minimum value of the injection amount of the fuel injection valve concerned to ensure the linearity characteristics of the fuel injection valve Is subtracted from the reference target fuel amount to calculate a target maximum purge fuel amount, and at the time of performing the purge, the amount of evaporated fuel introduced into the engine body via the purge passage reaches the target maximum purge fuel amount And the fuel injection valve is caused to inject fuel in an amount obtained by subtracting the amount of evaporated fuel introduced into the engine body through the purge passage from the reference target fuel amount. Engine fuel processor.
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